專利名稱：三相電機的驅(qū)動控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種控制電路，特別涉及一種三相電機的驅(qū)動控制電路。
背景技術(shù)：
三相異步電動機簡稱三相電機，通常用作驅(qū)動源，如用于驅(qū)動機器和設(shè)備等， 因此工業(yè)生產(chǎn)中廣泛地采用三相電機。三相電機的旋轉(zhuǎn)是通過一個旋轉(zhuǎn)磁場， 其中三相電機的定子繞組用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。當相電源相與相之間的電壓在
相位上是相差120度的，三相電機定子中的三個繞組在空間方位上也互差120 度，這樣，當在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。 電流每變化一個周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電 流的變化是同步的。目前，三相電才幾的柔性驅(qū)動4支術(shù)一般分為調(diào)壓驅(qū)動和變頻 驅(qū)動。其中調(diào)壓驅(qū)動的功率器件由可控硅組成，有成本低廉的優(yōu)點。由于換
向采用的可控硅，當可控硅被擊穿后，會使電源相間短路，嚴重損壞電路板， 帶來很大的安全隱患；變頻驅(qū)動的功率器件一般由絕緣柵雙極型功率管IGBT或 智能功率模塊IPM組成，有節(jié)能效果較好的優(yōu)點，但由于外圍輔助器件較多， 成本高，可靠性較低。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供了一種三相電機的驅(qū)動控制電路，采用本實用新 型的三相電機，可適用于大功率電機的驅(qū)動，換向可靠性好，體積小，成本低廉。
實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案是包括電機，其特征在于還包括三相電源 同步脈沖發(fā)生電路、高頻脈沖發(fā)生電路、將高頻脈沖耦合輸出到整流電路的脈 沖變壓器、將耦合輸出的脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}沖信號的整流電路，將380v交 流電轉(zhuǎn)換為0~380v可調(diào)的晶閘管電路和由兩個含有常開、常閉觸點的繼電器組成的換向電路，其中繼電器的兩個公共觸點與電機的兩相連接，三相電源同步 脈沖發(fā)生電路與高頻脈沖發(fā)生電路連接，高頻脈沖發(fā)生電路與電機之間依次連 接有脈沖變壓器、整流電路、晶閘管和繼電器
本實用新型采用可控硅的控制導(dǎo)通角，電機的換向先由可控硅關(guān)斷電源，再 由繼電器換向，可控硅再開啟電源，啟動電機，實現(xiàn)電機的柔性啟動。繼電器 實際工作在無負載切換狀態(tài)，在完成換向后，由于繼電器的觸點是閉合的，當 電路中有大電流通過繼電器，能承受4艮大的電流沖擊。
本實用新型由可控硅和繼電器以及可控硅觸發(fā)電路組成的柔性電機驅(qū)動電 路，即可用于水泵、風機等電機單向運轉(zhuǎn)，又可用于三相電動執(zhí)行機構(gòu)等電機 雙向運轉(zhuǎn)的三相電機，即使可控硅擊穿也不會產(chǎn)生電源的相間短路。
與普通的交流接觸器相比，本實用新型換相采用繼電器，不需要外圍的輔 助器件，使得電路的體積大大縮小，成本大大降低，使用壽命長，其1千萬次
的機械壽命和10個重力加速度的抗振動性能是交流接觸器無法比擬的。


圖1為本實用新型三相電源同步脈沖發(fā)生電路；
圖2為本實用新型高頻脈沖發(fā)生電路；
圖3為本實用新型三相電機的驅(qū)動控制電路的框圖。
具體實施方式
參見圖3。三相電機的驅(qū)動控制電路包括三相電源同步脈沖發(fā)生電路2、高 頻脈沖發(fā)生電路l、將高頻脈沖耦合輸出到整流電路的脈沖變壓器3、將耦合輸 出的脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}沖信號的整流電路4，將380v交流電轉(zhuǎn)換為0~380v 可調(diào)的晶閘管電路5和由兩個含有常開、常閉觸點的繼電器組成的換向電路6。 整流電路由6組電阻與二極管串接的電路組成；晶閘管電路的六個晶閘管Ql與 Q2、 Q3與Q4、 Q5與Q6反向并聯(lián)成三個雙向可控硅，三相電源與可控硅的陽^L 或陰極連接。其中兩個繼電器的兩個共觸點1與電機輸入端的兩相連接。三相 電源同步脈沖發(fā)生電路的3個輸出端與高頻脈沖發(fā)生電路的3個輸入端5、 13、18連接，用于提供與三相電源同步的基準。高頻脈沖發(fā)生電路12個輸出端分別 與脈沖變壓器的3組線圈的12個輸入端連接，向脈沖變壓器提供控制脈沖信號。 脈沖變壓器的3組線圈一個輸出端4與三相交流電源連接，脈沖變壓器的3組 線圈另外兩個輸出端l、 3與整流電路連接，將脈沖信號耦合到整流電路，以隔 離強、弱電。脈沖變壓器的3組線圈又一個輸出端2與晶閘管的2腳連接，整 流電路的6個輸出端與晶閘管電路中的6個晶閘管的3腳連接，整流電路將六 路高頻脈沖信號整成直流脈沖信號，用于觸發(fā)晶閘管電路。晶閘管中的兩個反 向并聯(lián)晶閘管的l、 2腳分別與脈沖變壓器中的2組線圈的2腳連接后，作為繼 電器的常開觸點和常閉觸點，晶閘管中的第三個反向并聯(lián)晶閘管的1、 2腳與電 機M連接，使晶閘管中的第三個反向并聯(lián)晶閘管不需要進行換向而直接控制電 機；晶閘管電路中的6個晶閘管另外的2、 l腳分別與三相交流電的電源A、 B、 C連接。
參見圖1,三相電源同步脈沖發(fā)生電路由3個脈沖發(fā)生電路組成，三個脈沖 發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)完全一樣，在此僅以一個脈沖發(fā)生電路結(jié)構(gòu)進行說明。脈沖發(fā) 生電路的二極管D3的正極1腳和光電耦合器負極2腳并聯(lián)后與其它2個同樣的 脈沖發(fā)生電路星形連接，二極管D3的負極2腳和光電耦合器的正極1腳并聯(lián)后 通過限流電阻R3與三相交流電源A連接；光電耦合器一個輸出4腳為集電極開 路輸出，光電耦合器另一個輸出腳3腳接地。
參見圖2，高頻脈沖發(fā)生電路由3個高頻脈沖電路組成，三個高頻脈沖電路 的結(jié)構(gòu)完全一樣，在此僅以一個高頻脈沖電路結(jié)構(gòu)進行說明。所述高頻脈沖電 路由電阻、三極管、二極管和變壓器組成，電阻R2的一端與電源連接，另一端 與電阻R3串接后接地；三極管Q7的基極與電阻R1的一端連接，Rl的另一端連 接三路控制脈沖信號PA、 PB、 PC中的任意一個；二極管D1的負極與電阻R1的 一端和三極管Q7基極連接，二極管Dl的正極與三極管Tl發(fā)射極串接后接地； 三極管Q7的集電極與三極管Q8的基極連接，三極管Q8的發(fā)射極接地，三極管 Q8的集電極與二極管D2的正極串接后與變壓器Tl連接，變壓器的輸出端連接 脈沖變壓器；二極管D2的負極與變壓器之間并聯(lián)有電阻R4和穩(wěn)壓二極管D3。三路控制單脈沖信號由高頻脈沖發(fā)生電路調(diào)制成10kHz的高頻脈沖信號，再 由脈沖變壓器隔離輸出成六路脈沖信號，由整流二極管將六路高頻脈沖信號整 成直流脈沖信號，該信號施加在晶閘管(SCR)的門極和陰極之間來觸發(fā)SCR。 通過調(diào)整控制脈沖信號與三相電源同步脈沖的相位，可實現(xiàn)SCR導(dǎo)通角的控制。 控制脈沖信號的觸發(fā)時間離同步脈沖越近，SCR的導(dǎo)通角越大，SCR的輸出電壓 也越高；反之，同步脈沖信號的觸發(fā)時間離同步脈沖越遠，SCR的導(dǎo)通角越小， SCR的輸出電壓也越高，實現(xiàn)了電源調(diào)壓。有了調(diào)壓功能，將380v的交流電源 由Ov在一定的時間內(nèi)升壓至額定電壓，輸出到電機，實現(xiàn)柔性起動。
將一個繼電器的常開觸點和另一個繼電器的常閉觸點6連接，接SCR的兩路 輸出，然后由繼電器的公共觸點輸出到電機，另外一路SCR輸出直接接電機。 兩個換向繼電器的控制端并聯(lián)在一起，由一個控制信號控制，實現(xiàn)觸點的同步 動作。當一個繼電器失效時，電機電源將缺相，不會造成電源短路。
換向時，可控硅先關(guān)斷三相電源，由繼電器接收到控制信號，兩個繼電器同 時動作，由常閉觸點切換到常開觸點或由常開觸點切換到常閉觸點，SCR的兩個 輸出的引腳交換，使電源換相，由SCR實現(xiàn)調(diào)壓起動，電機向反方向柔性起動。
權(quán)利要求1. 一種三相電機的驅(qū)動控制電路，包括電機，其特征在于還包括三相電源同步脈沖發(fā)生電路、高頻脈沖發(fā)生電路、將高頻脈沖耦合輸出到整流電路的脈沖變壓器、將耦合輸出的脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}沖信號的整流電路，將380v交流電轉(zhuǎn)換為0～380v可調(diào)的晶閘管電路和由兩個含有常開、常閉觸點的繼電器組成的換向電路，其中繼電器的兩個公共觸點與電機的兩相連接，三相電源同步脈沖發(fā)生電路與高頻脈沖發(fā)生電路連接，高頻脈沖發(fā)生電路與電機之間依次連接有脈沖變壓器、整流電路、晶閘管和繼電器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電機的驅(qū)動控制電路，其特征在于三相電 源同步脈沖發(fā)生電路由3個脈沖發(fā)生電路組成，脈沖發(fā)生電路的二極管的正極 和光電耦合器負極并聯(lián)后與其它2個同樣的脈沖發(fā)生電路星形連接，二極管的 負極和光電耦合器的正極并聯(lián)后通過限流電阻與三相交流電源連接；光電耦合 器一個輸出為集電極開路輸出，光電耦合器另一個輸出腳接地。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電機的驅(qū)動控制電路，其特征在于所述高 頻脈沖電路由電阻、三極管、二極管和變壓器組成，電阻R2的一端與電源連接， 另一端與電阻R3串接后接地；三極管Q7的基極與電阻R1的一端連接，Rl的另 一端連接控制脈沖信號；二極管Dl的負極與電阻Rl的一端和三極管Q7基極連 接，二極管Dl的正極與三極管Tl發(fā)射極串接后接地；三極管Q7的集電極與三 極管Q8的基極連接，三極管Q8的發(fā)射極接地，三極管Q8的集電極與二極管D2 的正極串接后與變壓器Tl連接，變壓器的輸出端連接脈沖變壓器；二極管D2 的負極與變壓器之間并聯(lián)有電阻R4和穩(wěn)壓二極管D3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電機的驅(qū)動控制電路，其特征在于所述整 流電路由6組電阻與二極管串接的電路組成；晶閘管電路的六個晶閘管反向并 聯(lián)成三個雙向可控硅，三相電源與可控硅的陽極或陰極連接。
專利摘要本實用新型涉及一種三相電機的驅(qū)動控制電路，所述電路包括三相電源同步脈沖發(fā)生電路、高頻脈沖發(fā)生電路、將高頻脈沖耦合輸出到整流電路的脈沖變壓器、將耦合輸出的脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}沖信號的整流電路，將380V交流電轉(zhuǎn)換為0～380V可調(diào)的晶閘管電路和由兩個含有常開、常閉觸點的繼電器組成的換向電路，其中繼電器的兩個公共觸點與電機的兩相連接，三相電源同步脈沖發(fā)生電路與高頻脈沖發(fā)生電路連接，高頻脈沖發(fā)生電路與電機之間依次連接有脈沖變壓器、整流電路、晶閘管和繼電器。本實用新型采用繼電器換相，有體積小，成本低，可靠性高的優(yōu)點，不僅可滿足風機、水泵等驅(qū)動的要求，還可滿足一般工業(yè)自動化控制的電動執(zhí)行機構(gòu)要求。
文檔編號H02P27/02GK201274459SQ200820099999
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者張建淵, 軍 游 申請人:重慶川儀自動化股份有限公司